每當看到烏龜一被攻擊就縮進堅硬的殼內，我們都以為龜殼一開始就是為了保護烏龜才演化而來，但你知道嗎，龜殼一開始可不是用來當作烏龜的盔甲喔！
每當看到烏龜背上堅硬的龜殼，我們總會直接聯想到是為了保護烏龜的身體，但美國丹佛自然科學博物館的古生物學博士萊森（Tyler Lyson）不這麼想，他和研究團隊發現，一開始烏龜背上的龜殼其實是為了幫牠們挖洞才演化而成。
胖了一圈的蜥蜴
如果我們搭乘時光機，回到 2 億 6,000 萬年前恐龍尚未滅絕的南非，我們會在岸邊發現手掌大小的生物，搶著把頭伸出泥巴，牠們看起來就像胖了一圈的蜥蜴：身體肥厚、四肢短胖，但是如果你能把牠們抓起來翻面，你會發現牠們的身體之所以肥厚，是因為牠們的肋骨特別寬也特別平，看起來就像半隻殼的烏龜。
最早烏龜來解惑
這種奇妙的生物叫做正南龜（Eunotosaurus），雖然牠看起來像蜥蜴，但事實上牠是目前人類已知最早的烏龜。
古生物學博士萊森認為，正南龜身上的龜殼根本不是為了防衛，而是為了挖洞，正南龜會用底面的殼把自己牢牢固定在地上，然後用有力的四肢開始挖土。在烏龜成為堅固的行動堡壘前，牠們是專業的挖洞者。
▲ 圖為正南龜的模擬示意圖，看起來宛如蜥蜴的牠是目前人類已知最早的烏龜
▲ 圖為半殼龜的模擬示意圖，牠的殼只蓋住了腹部而非背部，身上沒有鱗片但有非常寬的肋骨。
龜殼如何來？百年大哉問
100 年來，生物學家都為了烏龜如何演化出龜殼爭論不休。
古生物學家大都抱持著龜殼是從骨質鱗片演化而來，像鱷魚、犰狳和許多恐龍都有這種骨質鱗片當盔甲，骨質鱗片到最後會和肋骨與骨幹融合，為生物創造出堅實的外表。
然而，發育生物學家不同意，他們透過研究現代烏龜的胚胎推斷，龜殼由肋骨演化而來，肋骨延伸而出最後包覆全身。
只有一半的龜殼
一切爭論到了 2008 年才有了轉機。當時，中國研究人員發現了 2 億 2,000 萬年前的烏龜化石，當時的龜殼只有蓋住烏龜的肚子而非背部，牠們乾脆稱這種烏龜為半殼龜（Odontochelys semitestacea），牠的身上完全沒有鱗片，但有非常寬的肋骨，發育生物學家的理論被證實是對的。
▲ 一隻紅蠵龜將沙地挖出一個洞，小心翼翼地產卵在洞裡
龜殼是為了保護自己？
此後，古生物學界轉而尋找烏龜演化出龜殼是為了什麼。
萊森博士回憶道：「當我去專門研究烏龜的研討會和大家討論時，他們自然而然就會說（烏龜演化出龜殼）是為了保護自己」、「但這一點道理都沒有」。
現代烏龜的龜殼夠堅硬也夠大，當然可以保護烏龜，但烏龜的祖先正南龜並不是這樣，牠的龜殼甚至沒有蓋住正南龜的頭、頸和背部，如果真的是為了保護烏龜，那麼當時的龜殼應該像鱷魚和犰狳那樣，變成骨質鱗片布滿全身，這麼一來反而不會防礙烏龜呼吸和行動。
為了挖洞方便
透過大量研究正南龜的化石，萊森博士說：「我們從化石紀錄還有觀察現代烏龜的龜殼如何發育，第一個最重大的改變就是肋骨變寬。」
肋骨用來支持肺部運動，然而變寬的肋骨限制了軀幹的運動，讓動物行動的速度變慢，這也是烏龜為什麼動作慢吞吞的原因。
萊森博士說：就像鳥類的羽毛一開始演化不是為了飛行，烏龜的龜殼一開始也不是為了保護自己，而是為了挖洞方便，讓牠們可以逃離南非的極端環境。
▲ 在龜兔賽跑的故事中，烏龜背著重重的龜殼走得慢，但最後靠著毅力獲勝。
烏龜慢吞吞 都是龜殼惹的禍
然而，龜殼的出現雖然讓烏龜挖洞方便，但卻讓牠們行動變慢。
在美國米勒斯維爾大學（Millersville University）任教的生物學博士湯瑪斯（Judy Cebra-Thomas）提到，因為烏龜行動緩慢，不得不發展出保護機制以免受到攻擊，而龜殼正是「擴展適應」（exaptation）的例子，一開始是為了幫助牠挖洞，沒想到最後卻變成牠的盔甲，就像鳥類的羽毛一樣，一開始不是為了飛行反而是為了保溫演化出來。
根據目前能力來演化
最後，湯瑪斯博士說：「身體結構的改變只能根據生物目前的能力，提供精選的優勢，而非根據生物未來可能的潛能，這點非常重要，而且不只是對了解烏龜演化來說重要而已。」
▲ 鳥類的羽毛，烏龜的龜殼等都是演化過程中「擴展適應」的例子，原本演化出來實現特定功能的特徵，隨後又出現另一種用途。
出典:地球圖輯隊
